Курс лекций Информационные технологии в ИТСС

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

•уметь общаться с пользователем на ограниченном естественном языке (т.е. задавать вопросы и понимать ответы);

•обладать комплексом логических средств для выведения новых знаний, выявления закономерностей, обнаружения противоречий;

•ставить задачу по запросу, уточнять её постановку и находить решение;

•объяснять пользователю, каким образом получено решение.

Желательно также, чтобы экспертная система могла:

•сообщать такую информацию, которая повышает доверие пользователя к экспертной системе;

•«рассказывать» о себе, о своей собственной структуре.

Экспертные системы могут использоваться в различных областях — медицинской ди-

агностике, при поиске неисправностей, разведке полезных ископаемых, выборе архитектуры компьютерной системы и т.д.

1.5Как используются компьютеры в административном управлении?

Основные применения компьютеров в административном управлении следующие.

Электронный офис. Это система автоматизации работы учреждения, основанная на использовании компьютерной техники. В нее обычно входят такие компоненты, как:

•текстовые редакторы;

•интегрированные пакеты программ;

•электронные таблицы;

•системы управления базами данных;

•графические редакторы и графические библиотеки (для получения диаграмм, схем, графиков и др.);

•электронные записные книжки;

•электронные календари с расписанием деловых встреч, заседаний и др.;

•электронные картотеки, обеспечивающие каталогизацию и поиск документов (писем, отчетов и др.);

•телефонные справочники, которые можно листать на экране, и соединяться с нужным номером.

•Электронная почта;

•Системы видеоконференций.

Система электронного документооборота (СЭД) — организационно-техническая система, обеспечивающая процесс создания, управления доступом и распространения электронных документов в компьютерных сетях, а также обеспечивающая контроль над потоками документов в организации.

Суть автоматизации документооборота – это внедрение IT-системы, позволяющей: автоматизировать процесс прохождения документов внутри компании или группы компаний; создать электронный архив документов; контролировать согласование и исполнение договоров, приказов и распоряжений и др. документов.

11

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

Плюсы:

•все подразделения предприятия взаимодействуют в рамках единого информационного пространства;

•скорость прохождения информации внутри организации увеличивается;

•действуют единые стандарты работы с документами и контроля за их исполнением;

•повышается безопасность доступа к информации;

•повышается производительность труда сотрудников, снижается зависимость от квалификации работника.

Минусы:

•необходимо реформировать сложившуюся систему документооборота, что вызывает стресс из-за смены привычных бизнес-процессов;

•потребуются дополнительные затраты на программное обеспечение и, возможно, на обновление парка компьютерной техники и обучение персонала;

•сложно подсчитать прибыль (убыток) от проекта внедрения системы электронного документооборота;

•возможны эксцессы, связанные с хранением всей информации в едином массиве (потеря данных, несанкционированный доступ, и т. д.).

MRP-системы (Material Requirement Planning — Планирование материальных по-

требностей). Компьютерная методология, используемая в управлении производством, для планирования производства и запасов.

Основными целями MRP систем являются:

•удовлетворение потребности в материалах, компонентах и продукции для планирования производства и доставки потребителям

•поддержка низких уровней запасов

•планирование производственных операций, расписаний доставки, закупочных операций.

MRP II (Manufacturing Resource Planning — Планирование производственных ресурсов). MRP II представляет собой методологию, направленную на более широкий охват ресурсов предприятия, нежели MRP. В отличие от MRP , в системе MRP II производится планирование не только в материальном, но и в денежном выражении.

ERP-системы (англ. Enterprise Resource Planning System — Система планирования ресурсов предприятия) — корпоративная информационная система (КИС), предназначенная для автоматизации учёта и управления. Как правило, ERP-системы строятся по модульному принципу и в той или иной степени охватывают все ключевые процессы деятельности компании.

Функции ERP-систем

В основе ERP-систем лежит принцип создания единого хранилища данных, в котором содержится вся корпоративная бизнес-информация и обеспечивается одновременный доступ к ней любого сотрудника предприятия. Основные функции ERP систем: ведение конструкторских и технологических спецификаций; формирование планов про-

12

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

даж и производства; планирование потребностей в материалах и комплектующих; управление запасами и закупками; планирование производственных мощностей; оперативное управление финансами; управление проектами.

Отличие между ERP-системами и СЭД (Система Электронного Документооборота) в том, что, как правило, в системе ERP документы не «ведутся», а «проводятся» — уже после того как они осуществят свой жизненный цикл, то есть будут созданы, обсуждены, проверены, согласованы, утверждены и т. д. А СЭД осуществляет поддержку такого жизненного цикла документов на предприятии. Т.е. СЭД является базовым уровнем автоматизации, а ERP – надстройкой над ней.

1.6 Какую роль играют компьютеры в обучении?

Процесс подготовки квалифицированных специалистов длителен и сложен. Обучение в средней школе и затем в вузе занимает почти треть продолжительности жизни человека. К тому же в современном информационном обществе знания очень быстро стареют. Чтобы быть способным выполнять ту или иную профессиональную деятельность, специалисту необходимо непрерывно пополнять своё образование.

В информационном обществе знать "КАК" важнее, чем знать "ЧТО".

Поэтому в наше время основная задача среднего и высшего этапов образования состоит не в том, чтобы сообщить как можно больший объем знаний, а в том,

чтобы научить эти знания добывать самостоятельно и творчески применять для получения нового знания. Реально это возможно лишь с введением в образовательный процесс средств информационных технологий, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.

Рассмотрим основные перспективные направления использования ИТ в образовании.

Автоматизированные обучающие системы (АОС) — комплексы программно-

технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активную учебную деятельность. АОС обеспечивают не только обучение конкретным знаниям, но и проверку ответов учащихся, возможность подсказки, занимательность изучаемого материала и др.

АОС представляют собой сложные человеко-машинные системы, в которых объединяется в одно целое ряд дисциплин: дидактика (научно обосновываются цели, содержание, закономерности и принципы обучения); психология (учитываются особенности характера и душевный склад обучаемого); моделирование, машинная графика и др.

Основное средство взаимодействия обучаемого с АОС — диалог. Диалогом с обучающей системой может управлять как сам обучаемый, так и система. В первом случае обучаемый сам определяет режим своей работы с АОС, выбирая способ изучения материала, который соответствует его индивидуальным способностям. Во втором случае методику и способ изучения материала выбирает система, предъявляя обучаемому в соответствии со сценарием кадры учебного материала и вопросы к ним. Свои

13

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

ответы обучаемый вводит в систему, которая истолковывает для себя их смысл и выдает сообщение о характере ответа. В зависимости от степени правильности ответа, либо от вопросов обучаемого система организует запуск тех или иных путей сценария обучения, выбирая стратегию обучения и приспосабливаясь к уровню знаний обучаемого.

Экспертные обучающие системы (ЭОС). Реализуют обучающие функции и содержат знания из определенной достаточно узкой предметной области. ЭОС располагают возможностями пояснения стратегии и тактики решения задачи изучаемой предметной области и обеспечивают контроль уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения.

Учебные базы данных (УБД) и учебные базы знаний (УБЗ), ориентированные на не-

которую предметную область. УБД позволяют формировать наборы данных для заданной учебной задачи и осуществлять выбор, сортировку, анализ и обработку содержащейся в этих наборах информации. В УБЗ, как правило, содержатся описание основных понятий предметной области, стратегия и тактика решения задач; комплекс предлагаемых упражнений, примеров и задач предметной области, а также перечень возможных ошибок обучаемого и информация для их исправления; база данных, содержащая перечень методических приемов и организационных форм обучения.

Системы Мультимедиа. Позволяют реализовать интенсивные методы и формы обучения, повысить мотивацию обучения за счет применения современных средств обработки аудиовизуальной информации, повысить уровень эмоционального восприятия информации, сформировать умения реализовывать разнообразные формы самостоятельной деятельности по обработке информации.

Системы Мультимедиа широко используются с целью изучения процессов различной природы на основе их моделирования. Здесь можно сделать наглядной невидимую обычным глазом жизнь элементарных частиц микромира при изучении физики, образно и понятно рассказать об абстрактных и n-мерных мирах, доходчиво объяснить, как работает тот или иной алгоритм и т.п. Возможность в цвете и со звуковым со-

провождением промоделировать реальный процесс поднимает обучение на каче-

ственно новую ступень.

Примеры: различные мультимедийные уроки по физике, химии, истории и другим предметам.

Система «Виртуальная реальность» - это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью мультимедиа сред иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном “экранном мире”.

Уже в настоящее время возможности системы “Виртуальная реальность” используются при тренаже спортсменов, в профессиональной подготовке будущих специалистов в области астронавтики, архитектуры, медицинской диагностики, военного дела.

Реализация возможностей системы “Виртуальная реальность” ограничена уровнем разработки программных средств, созданных для функционирования “виртуальных миров”, а также возможностями аппаратных устройств, реализующих эти среды.

14

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

Образовательные компьютерные телекоммуникационные сети. Позволяют обес-

печить дистанционное обучение (ДО) — обучение на расстоянии, когда преподаватель и обучаемый разделены пространственно и (или) во времени, а учебный процесс осуществляется с помощью телекоммуникаций, главным образом, на основе средств сети Интернет. Многие люди при этом получают возможность повышать образование на дому (например, взрослые люди, обремененные деловыми и семейными заботами). Человек в любой период своей жизни обретает возможность дистанционно получить новую профессию, повысить свою квалификацию и расширить кругозор.

В образовательной практике находят применение все основные виды компьютерных телекоммуникаций: электронная почта, электронные доски объявлений, телеконференции и другие возможности Интернета. ДО предусматривает и автономное использование курсов, записанных на компакт-диски. Компьютерные телекоммуникации обеспечивают:

•возможность доступа к различным источникам информации через систему Internet и работы с этой информацией;

•возможность оперативной обратной связи в ходе диалога с преподавателем или с другими участниками обучающего курса;

•возможность организации совместных телекоммуникационных проектов, в том числе международных, телеконференций, возможность обмена мнениями с любым участником данного курса, преподавателем, консультантами, возможность запроса информации по любому интересующему вопросу через телеконференции.

•возможность реализации методов дистанционного творчества, таких как участие в дистанционных конференциях, дистанционный «мозговой штурм» сетевых творческих работ, сопоставительный анализ информации в WWW, дистантные исследовательские работы, коллективные образовательные проекты, деловые игры, практикумы, виртуальные экскурсии др.

1.7Какую роль играют компьютеры в управлении технологическими процессами?

Основных применений два:

•в гибких автоматизированных производствах (ГАП);

•в контрольно-измерительных комплексах.

Вгибких автоматизированных производствах компьютеры (или микропроцессо-

ры) решают следующие задачи:

•управление механизмами;

•управление технологическими режимами;

•управление промышленными роботами.

Применение компьютеров в управлении технологическими процессами оправдано тогда, когда существует потребность в частых изменениях реализуемых функций. Пример гибких автоматизированных производств — заводы-роботы в Японии.

15

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

Одной из новых областей является создание на основе персональных компьютеров

контрольно-измерительной аппаратуры, с помощью которой можно проверять изделия прямо на производственной линии.

Существует специальное программное обеспечение и сменные модули, позволяющие

превращать компьютер в высококачественную измерительную и испытательную систему.

Компьютеры, оснащенные подобным образом, могут использоваться в качестве запоминающих цифровых осциллографов, устройств сбора данных, многоцелевых измерительных приборов.

1.8 Какую роль играют компьютеры в медицине?

Врачи используют компьютеры для многих важных применений. Назовем некоторые из них.

Компьютерная аппаратура широко используется при постановке диагноза, проведении обследований и профилактических осмотров. Примеры компьютерных устройств и методов лечения и диагностики приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

компьютерная томография и ядерная медицинская диагностика — дают точные послой-

ные изображения структур внутренних органов;

ультразвуковая диагностика и зондирование

— используя эффекты взаимодействия падающих и отраженных ультразвуковых волн, получают изображения внутренних органов для исследования их состояния;

16

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

компьютерные технологии рентгеновских ис-

следований — запомненные в цифровой форме рентгеновские снимки могут быть быстро и качественно обработаны, воспроизведены и занесены в архив для сравнения с последующими снимками этого пациента;

задатчик (водитель) сердечного ритма;

устройства дыхания и наркоза;

лучевая терапия с микропроцессорным управлением — обеспечивает возможность применения более надежных и щадящих методов облучения;

17

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

устройства диагностики и локализации почечных и желчных камней, а также контроля процесса их разрушения при помощи наружных ударных волн;

роботизированные хирургические системы

лечение зубов и протезирование с использова-

нием компьютера;

системы с микрокомпьютерным управлением для интенсивного медицинского контроля пациента.

Компьютерные сети используются для пересылки сообщений о донорских органах,

в которых нуждаются больные, ожидающие операции трансплантации.

Банки медицинских данных позволяют медикам быть в курсе последних научных и практических достижений.

18

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

Компьютеры позволяют установить, как влияет загрязненность воздуха на заболеваемость населения данного района. Кроме того, с их помощью можно изучать влияние ударов на различные части тела, в частности, последствия удара при автомобильной катастрофе для черепа и позвоночника человека.

Компьютерная техника используется для обучения медицинских работников практическим навыкам. На этот раз компьютер выступает в роли больного, которому требуется немедленная помощь. На основании симптомов, выданных компьютером, обучающийся должен определить курс лечения. Если он ошибся, компьютер сразу показывает это.

Компьютеры используются для создания карт, показывающих скорость распро-

странения эпидемий.

Компьютеры хранят в своей памяти истории болезней пациентов, что освобождает врачей от бумажной работы, на которую уходит много времени, и позволяет больше времени уделять самим больным.

Применение компьютеров переводит медицину на иной, более высокий качественный уровень и способствует дальнейшему повышению уровня и качества жизни.

Рис. 1.6 Организация работы в компьютеризированном отделении лечебного учреждения

19

ГОУ СПО «Самарский государственный профессионально-педагогический колледж»

1.9 Как используются компьютеры в торговле?

В организации компьютерного обслуживания торговых предприятий большое распространение получил так называемый штриховой код. Он представляет собой се-

рию широких и узких линий, в которых зашифрована различная информация.

Этот номер записан на этикетке изделия дважды: в форме чисел и в виде широких и узких линий. Первые три цифры указывают страну производства, четыре цифры указывают фирмуизготовителя, другие пять — номер изделия в номенклатуре выпускаемых данной фирмой товаров.

Рис. 1.7 Штрих-код

Для печати штриховых кодов используются специальные или обычные принтеры. Полученные коды считываются с помощью сканеров и передаются в память компьютера.

Используя штриховой код, компьютер печатает на выдаваемом покупателю чеке название товара и его цену.

RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) — метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так назы-

ваемых транспондерах, или RFID-метках.
Рис. 1.8 Простейшая RFID-метка
По функциональности RFID-метки, как метод
сбора информации, очень близки к штрих-кодам,
наиболее широко применяемым сегодня для мар-
кировки товаров. Несмотря, на удешевление
стоимости RFID-метки, в обозримом будущем
полное вытеснение штрих-кодов радиочастотной
идентификацией вряд ли состоится по экономи-	Рис. 1.9 RFID-метка большого
ческим причинам (система не будет окупаться).
.	радиуса действия

В тоже время и сама технология штрих-кодов продолжает развиваться. Новые разработки (например, двумерный штрих-код Data Matrix) решают ряд проблем, ранее решавшихся лишь применением RFID. Технологии могут дополнять друг друга. Компоненты с неизменными потребительскими свойствами могут маркироваться постоянной маркировкой на основе оптических технологий распознавания, несущей информацию об их дате выпуска и потребительских свойствах, а на RFID-метку можно

20